3Dスキャンとマッピングを使用した腫瘍断端のコミュニケーションの強化
Summary
がん切除の3Dスキャンと仮想マッピングのための新しい方法が提案されており、集学的がん治療チーム間のコミュニケーションを改善することを目的としています。
Abstract
悪性腫瘍の腫瘍学的切除後、標本は病理学に送られ、外科的断端の状態を決定するための処理が行われます。これらの結果は、書面による病理報告書の形で伝達されます。現在の標準治療の病理学レポートは、切除された組織の視覚的表現なしで、標本と辺縁サンプリングの部位の書面による説明を提供します。試料自体は、通常、切片作成および分析中に破壊されます。これにより、最終的な病理レポートが確認されたときに、病理医と外科医の間のコミュニケーションが困難になることがよくあります。さらに、外科医と病理医は、切除されたがん標本を視覚化する集学的がん治療チームの唯一のメンバーです。私たちは、この満たされていないニーズに対応するために、3Dスキャンと標本マッピングのプロトコルを開発しました。コンピューター支援設計(CAD)ソフトウェアを使用して、インクとマージンサンプリングのサイトを明確に示す仮想試料に注釈を付けます。このマップは、集学的がん治療チームのさまざまなメンバーが利用できます。
Introduction
腫瘍学的切除の目標は、顕微鏡的に腫瘍細胞が除去された外科的切除断端でがんを完全に切除することです。頭頸部がんにおいて、手術断端の状態は最も重要な病理学的危険因子である1。切除断端が陽性の場合、5年局所再発および全死因死亡のリスクが>90%増加します2。近年の医療技術や外科的手技の進歩にもかかわらず、頭頸部がんの切除断端陽性率は依然として高いままです3。局所進行口腔がんの場合、米国内の陽性マージン率は18.1%です4。
頭頸部外科医が周囲の構造の破壊を最小限に抑えながら腫瘍学的完全切除を確実にするために、凍結切片分析(FSA)による切除断端の術中サンプリングが行われます。FSAは、広く使用されており、標準治療である迅速な術中病理学相談を提供します5,6,7,8,9。新鮮な組織を凍結し、薄くスライスし、スライドガラスの上に置き、患者が麻酔をかけている間にすぐに解釈できるように染色します。
頭頸部腫瘍標本は、頭頸部癌標本の解剖学的複雑さ、目、顔、重要な神経や血管系などの重要な構造に近接していることを考慮して、広い切除のための頭頸部領域の最小限の予備力、切除された標本にしばしば存在する複数の組織タイプ(すなわち、 粘膜、軟骨、筋肉、骨)10,11。したがって、マージン分析への検体ベースのアプローチには、外科医と病理医の間の高度なレベルのコミュニケーションが必要です12。多くの場合、標本の正しい向きとマージンに関する議論を確実にするために、対面での会話が保証されます。しかし、これは、患者が全身麻酔下にある間に外科医が手術室(OR)を離れるか、病理医が肉眼病理検査室を離れてワークフローを中断する必要があるため、常に安全または実現可能であるとは限りません。さらに、手術室と病理検査室の間にかなりの移動時間がある場合や、場合によっては病理検査室が完全にオフサイトにある場合があります。
FSAに続いて、腫瘍学的検体をホルマリンで固定し、インク、切片化、およびマージンサンプリングによって正式に処理します。スライドを作成し、病理医が顕微鏡で解釈して、最終的な病理レポートを作成します。頭頸部がんの複雑な切除術では、1〜2週間かかることが多いです。残念なことに、検体の処理は、通常、切除された癌検体の破壊につながります。これは、最終的な病理学報告、集学的腫瘍委員会の議論、補助放射線療法計画、および切除断端陽性の設定での再切除のすべてが、腫瘍学的標本とその病理学的処理の視覚的記録なしに進行しなければならないため、さらなる混乱を招く可能性がある。
この臨床的アンメットニーズに対応するために、私たちは3Dスキャンと検体マッピングのプロトコルを開発し、外科医、病理医、および集学的がん治療チームの他のメンバー間のコミュニケーションを強化しました。
Protocol
Representative Results
Discussion
従来、切除されたがん標本を視覚的に表現するものはありません。病理学的処理はしばしば標本を破壊する。以前の研究では、腫瘍学的標本の3Dスキャンの実現可能性と有用性が実証されており、その後、モデルの仮想注釈を作成して、病理学的処理を代表する3D標本マップを作成します13,14,15。これにより、集学的ケアチ…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、Vanderbilt Clinical Oncology Research Career Development Program(K12 NCI 2K12CA090625-22A1)、NIH/National Institute for Deafness and Communication Disorders(R25 DC020728)、Vanderbilt-Ingram Cancer Center Support Grant(P30CA068485)、およびSwim Across Americaの支援を受けた。
Materials
| Computer Aided Design Software | MeshMixer | Virtual annotation software for 3D models | |
| Digital Camera or Cameraphone | iPhone | May use iPhone camera or any digital camera available | |
| EinScan SP V2 Platinum Desktop 3D Scanner | Shining 3D | 3D scanner hardware | |
| ExScan Software; Solid Edge SHINING 3D Edition | Shining 3D | 3D capture software included with purchase of 3D Scanner | |
| External Mouse | Microsoft | ||
| Laptop Computer | Dell XP5 | 00355-60734-40310-AAOEM | Laptop Requirements: USB: 1 ×USB 2.0 or 3.0; OS: Win 7, 8 or 10 (64 bit); Graphic Card: Nvidia series; Graphic memory: >1 G; CPU: Dual-core i5 or higher; Memory: >8 G |
| Microsoft Office Suite | Microsoft | ||
| Mobile Presentation Cart | Oklahoma Sound | PRC450 | |
| PowerPoint Software | Microsoft Office | Presentation software | |
| Sit-Stand Mobile Desk Cart | Seville Classics | ||
| USB-c Device Converter | TRIPP-LITE | U442-DOCK3-B | Necessary only if laptop does not have USB |
Riferimenti
- Looser, K. G., Shah, J. P., Strong, E. W. The significance of "positive" margins in surgically resected epidermoid carcinomas. Head Neck Surg. 1 (2), 107-111 (1978).
- Binahmed, A., Nason, R. W., Abdoh, A. A. The clinical significance of the positive surgical margin in oral cancer. Oral Oncol. 43 (8), 780-784 (2007).
- Orosco, R. K., et al. Positive surgical margins in the 10 most common solid cancers. Sci Rep. 8 (1), 5686 (2018).
- Prasad, K., et al. Trends in positive surgical margins in cT3-T4 oral cavity squamous cell carcinoma. Otolaryngol Head Neck Surg. 169 (5), 1200-1207 (2023).
- Byers, R. M., Bland, K. I., Borlase, B., Luna, M. The prognostic and therapeutic value of frozen section determinations in the surgical treatment of squamous carcinoma of the head and neck. Am J Surg. 136 (4), 525-528 (1978).
- DiNardo, L. J., Lin, J., Karageorge, L. S., Powers, C. N. Accuracy, utility, and cost of frozen section margins in head and neck cancer surgery. Laryngoscope. 110 (10 Pt 1), 1773-1776 (2000).
- Gandour-Edwards, R. F., Donald, P. J., Lie, J. T. Clinical utility of intraoperative frozen section diagnosis in head and neck surgery: a quality assurance perspective. Head Neck. 15 (5), 373-376 (1993).
- Ikemura, K., Ohya, R. The accuracy and usefulness of frozen-section diagnosis. Head Neck. 12 (4), 298-302 (1990).
- Remsen, K. A., Lucente, F. E., Biller, H. F. Reliability of frozen section diagnosis in head and neck neoplasms. Laryngoscope. 94 (4), 519-524 (1984).
- Weinstock, Y. E., Alava, I., Dierks, E. J. Pitfalls in determining head and neck surgical margins. Oral Maxillofac Surg Clin North Am. 26 (2), 151-162 (2014).
- Catanzaro, S., et al. Intraoperative navigation in complex head and neck resections: indications and limits. Int J Comput Assist Radiol Surg. 12 (5), 881-887 (2017).
- Black, C., Marotti, J., Zarovnaya, E., Paydarfar, J. Critical evaluation of frozen section margins in head and neck cancer resections. Cancer. 107 (12), 2792-2800 (2006).
- Miller, A., et al. Virtual 3D specimen mapping in head & neck oncologic surgery. Laryngoscope. , (2023).
- Sharif, K. F., et al. The computer-aided design margin: Ex vivo 3D specimen mapping to improve communication between surgeons and pathologists. Head Neck. 45 (1), 22-31 (2023).
- Sharif, K. F., et al. Enhanced intraoperative communication of tumor margins using 3D scanning and mapping: the computer-aided design margin. The Laryngoscope. 133 (8), 1914-1918 (2023).
